合金、堆焊層及其方法技術

一種合金，其包含：約0.5重量％至約2重量％的碳，約15重量％至約30重量％的鉻，約4重量％至約12重量％的鎳，最高達到約3重量％的錳，最高達到約2.5重量％的硅，最高達到約1重量％的鋯，最高達到約3重量％的鉬，最高達到約3重量％的鎢，最高達到約0.5重量％的硼，最高達到約0.5重量％的雜質，以及鐵。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】合金、堆焊層及其方法專利技術背景1.相關申請的交叉參考申請人請求2009年11月25日提交的美國專利臨時申請No.61/264,612和2010年01月19日提交的美國專利非臨時申請No.12/689,637的權益和優先權。2.
本專利技術大體上涉及一種合金、一種堆焊層(overlay)及其方法。更具體地，本專利技術涉及一種鐵-鉻-碳-鎳基耐磨堆焊(hardfacing)合金，用于作為焊接堆焊層(weldoverlay)使用以保護鋼制零件免于磨損，焊接的堆焊層和其方法。3.
技術介紹
鍋爐管和壓力容器，往往由鋼材制成，通常是暴露在惡劣的環境中，包括但不限于高溫腐蝕或侵蝕腐蝕(erosion-corrosive)條件。為了保護鍋爐管和壓力容器，焊接堆焊層可應用于鍋爐水墻和壓力容器的至少一部分。
技術實現思路
根據以下所述的各種示例性的實施例，為具有約0.5重量％至約2重量％的碳，約15重量％至約30重量％的鉻，約4重量％至約12重量％的鎳，最高達到約3重量％的錳，最高達到約2.5重量％的硅，最高達到約1重量％的鋯，最高達到約3重量％的鉬，最高達到約3重量％的鎢，最高達到約0.5重量％的硼，最高達到約0.5重量％的雜質，以及鐵的合金。根據另一個示例性的實施例，以下公開了一種具有約0.38重量％至約1.9重量％的碳，約11.25重量％至約28.5重量％的鉻，約3重量％至約11.4重量％的鎳，最高達到約2.85％的錳，最高達到約2.375％的硅，最高達到約0.95％的鋯，最高達到約2.85％的鉬，最高達到約2.85％的鎢，最高達到約0.498％的硼，最高達到約1％的雜質，以及余量為鐵的堆焊層。根據另一個示例性的實施例，以下公開了一種將合金施加于基體上從而形成堆焊層的焊接方法。該合金可以具有約0.5重量％至約2重量％的碳，約15重量％至約30重量％的鉻，約4重量％至約12重量％的鎳，最高達到約3重量％的錳，最高達到約2.5重量％的硅，最高達到約1重量％的鋯，最高達到約3重量％的鉬，最高達到約3重量％的鎢，最高達到約0.5重量％的硼，最高達到約0.5重量％的雜質，以及鐵。基體是由選自碳鋼、低合金鋼、Cr-Mo鋼和不銹鋼組成的組的材料形成。盡管將結合各種優選的示例性實施例描述本專利技術，但需要理解的是，并不是要把本專利技術限定為這些實施例。相反，希望符合所有替換、變化和等同，因為可以包括在本專利技術由所附權利要求所限定的精神和范圍內。具體實施方式在一個示例性的實施例中，一種合金包括約0.5至約2％的碳，約15至約30％的鉻，約4至約12％的鎳，約0至約3％的錳，約0至約2.5％的硅，約0至約1％的鋯，約0至約3％的鉬，約0至約3％的鎢，約0至約0.5％的硼，0至總共約0.5％的雜質，以及余量為鐵。所有這里公開的百分比為重量百分比，除非另有注明。另外，在公開范圍時，除非另有注明，將旨在描述和公開了所有中間的范圍。因此，作為一個非限制的示例，公開了約0.5至約2％的碳，則包括：約0.5重量％至約1.9重量％的碳、約0.5重量％至約1.8重量％的碳、約0.6重量％至約2重量％的碳等。盡管如此，為了理解清楚，在本文中還是公開了各種替代和優選的范圍。在一個可選的實施例中，該合金包括約0.7至約1.5％的碳，約18至約25％的鉻，約5至約10％的鎳，約0至約2％的錳，約0至約2％的硅，約0至約0.5％鋯，約0至約2％的鉬，約0至約2％的鎢，約0至約0.5％的硼，約0至總共約0.5％的雜質，以及余量為鐵。在更進一步的實施例中，該合金包括約0.8至約1.3％的碳，約18至約25％的鉻，約5至約10％的鎳，約0至約2％的錳，約0至約2％的硅，約0至約0.5％鋯，約0至約2％的鉬，約0至總共約0.5％的雜質，以及余量為鐵。在更進一步的實施例中，此處所描述的任何合金都可以包括約0至約2.5％的硅，可選地約0至約2.4％的硅，可選地約0至約2.3％的硅，可選地約0至約2.2％的硅，可選地約0至約2.1％的硅，可選地約0至約1.9％的硅，可選地約0至約1.8％的硅，可選地約0至約1.7％的硅，可選地約0至約1.6％的硅，可選地約0至約1.5％的硅，可選地約0至約1.4％的硅，可選地約0至約1.4％的硅，可選地約0至約1.3％的硅，可選地約0至約1.2％的硅，可選地約0至約1.1％的硅，可選地約0至約1％的硅，可選地約0至約0.9％的硅，以及等等。在一個可選的實施例中，此處所描述的任何合金可以包括，沒有錳，可選地錳作為雜質存在于此處所描述的任何合金中，此處所描述的任何合金可選地具有約0.5至約2％的錳，可選地約1至約1.5％的錳，可選地約1.5％的錳，可選地約2％的錳。在一個實施例中，焊接此處所描述的合金的堆焊層包括，鉻與鎳的比例為約2.0至約4.5，可選地約2.5至約4.5，可選地約3至4.5，可選地約3至約4，可選地約2至約3。不希望被理論束縛，申請人相信包含關鍵數量鎳的鐵鉻-碳合金具有令人驚訝的良好的延展性和韌性，以便在作為焊接的堆焊層被施加在鍋爐或加工容器上是，該焊接的堆焊層不易于產生應力裂縫。因此，在一個實施例中，完全應用該焊接的堆焊層后，該焊接的堆焊層基本上沒有應力裂縫。進一步，不希望被理論束縛，申請人相信合金中足量的碳可以形成足夠的低共熔碳化鉻硬質相，這可以提供侵蝕保護，合金中足量的鉻可以形成保護性氧化鉻皮，這可以抵抗高溫腐蝕或糜爛腐蝕。該合金可以被施加于任何適合的基體上，包括但不限于由碳鋼、低合金鋼、Cr-Mo鋼，或不銹鋼形成的基體，以形成堆焊層。在一個實施例中，該合金被施加于可以為在鍋爐或其他壓力容器中壓力邊界的基體的至少一部分，例如一般由一系列連接管組成的爐墻(也被稱為水墻)，以形成堆焊層。在基體上施加合金以形成堆焊層的方法可以為任何適當的金屬連接方法，包括但不限于釬焊、激光熔覆、和優選地任何適合焊接的方法，該焊接方法包括但不限于氣體金屬弧焊、氣體鎢極電弧焊、埋弧焊、電渣焊、等離子轉移弧焊、和激光焊。不希望被理論束縛，申請人相信合金被施加于基體后，所得到堆焊層具有足夠的延展性和硬度，以至該堆焊層不容易應力開裂：甚至當一定量的焊接堆焊層被施加于從幾平方英尺(平方米)至數千平方英尺(平方米)不同的面積時，可選地約50平方英尺(約4.6平方米)至約5000平方英尺(約460平方米)或更大，可選地約100平方英尺(約9.3平方米)至約1000平方英尺(約93平方米)，可選地約200平方英尺(約18.6平方米)至約900平方英尺(約83.6平方米)，可選地約200平方英尺(約18.6平方米)至約600平方英尺(約55.7平方米)。優選地，該堆焊層具有約4％至約20％的伸長率，可選地約6％至約15％的伸長率。為了本專利技術的目的，包括以下示例，伸長率被理解為通過是室溫拉伸試驗而被測量，符合ASTME8/E8M-08。優選地，該堆焊層在熱處理前具有大約Rockwell“C”數值RC25或者更高的硬度，可選地具有大約Rockwell“C”數值RC30或者更高的硬度，可選地具有大約RC30至大約RC45的硬度。在另一個實施例中，該堆焊層可以在焊接熱處理后具有大約RC30至大約RC50或更高的硬度。為了本專利技術的目的，包括以下示例，硬度被理解為按照ASTME38本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.11.25 US 61/264,612;2010.01.19 US 12/689,6371.一種耐磨堆焊合金用于焊接在鋼基體的表面上形成堆焊層從而保護基體成分抵抗裂縫、高溫腐蝕和糜爛腐蝕，其特征在于，(a)所述耐磨堆焊合金包含0.5重量％至2重量％的碳，15重量％至30重量％的鉻，4重量％至12重量％的鎳，0.5重量％至2.0重量％的錳，最高達到1.7重量％的硅，最高達到1重量％的鋯，最高達到3重量％的鉬，最高達到3重量％的鎢，最高達到0.5重量％的硼，其余為鐵與最高達到0.5重量％的雜質，和(b)鉻與鎳的比例為2.0-4.5。2.一種堆焊層，其特征在于通過焊接權利要求1所述的耐磨堆焊合金于基體組分所形成的所述堆焊層，其中，所述堆焊層具有Rockwell“C”數值RC在25或者更高的硬度。3.根據權利要求2所述的堆焊層，其中所述堆焊層具有Rockwell“C”數值RC在30或者更高的硬度。4.一種對基體進行堆焊的方法，其包括：將權利要求1所述的耐磨堆焊合金...

【專利技術屬性】
技術研發人員：喬治·Y·賴，李炳濤，
申請(專利權)人：阿奎萊克斯WSI有限責任公司，
類型：
國別省市：